1011可编程控制器的发展.PPT

计算机控制系统第10章 可编程控制器 第10章主要内容 10.1 可编程序控制器概述 10.2 PLC的结构和工作原理 10.3 PLC常用编程语言 10.4 可编程控制器的选用及其应用实例 本章小结 10.1 可编程序控制器概述 10.1.1 可编程控制器的发展 自动控制系统包括： 连续量的运动控制 连续量的过程控制 断续量的控制系统 (离散量，顺序控制为主流) 时间顺序控制系统 逻辑顺序控制系统 条件顺序控制系统 1969年，美国数字设备公司根据美国通用汽车公司招标的要求，研制出世界上第一台可编程逻辑控制器 (Programmable Logic Controller，PLC) 10.1.1 可编程控制器的发展 发展经历 第一代：多用一位机开发，只有单一的逻辑控制功能； 第二代：换成8位微处理器及半导体存储器，控制功能得到较大的扩展； 第三代：大量使用高性能微处理器，向多功能及联网通信方面发展，初步形成了分布式的通信网络体系； 第四代：全面使用16位、32位高性能微处理器、RISC体系CPU等高级CPU，而且在一台PLC中配置多个微处理器，进行多道处理。同时开发大量内含微处理器的智能模块，使第四代PLC产品成为具有逻辑控制功能、过程控制功能、运动控制功能、数据处理功能、联网通信功能的多功能控制器。 10.1.1 可编程控制器的发展(续) PLC及其网络已成为工厂企业首选的工业控制装置，并成为CIMS系统不可或缺的基本组成部分。PLC及其网络已经被公认为现代工业自动化三大支柱（PLC、机器人、CAD/CAM）之一。 发展趋势： 向体积更小、速度更快、功能更强和价格更低的微小型方面发展，以占领小型、分散和简单功能的工业控制市场。 向大型网络化化、高速度、高可靠性、好的兼容性和多功能方面发展，使其向下可将多个PLC、I/O框架相连；向上与工业计算机、以太网、MAP（制造业自动化通信协议）网等相连构成整个工厂的自动化控制系统。 10.1.2 可编程控制器的定义 （美国际电工委员会1985年修订版） 可编程控制器是一种专为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子系统，它采用一种可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，并易于扩充其功能的原则设计。 10.1.3 可编程控制器的特点 1) 功能齐全： ①多种控制功能； ②输入/输出接口功能； ③数据存储与处理功能； ④通信联网功能； ⑤其他扩展功能。 (2) 应用灵活 标准的积木硬件结构和模块化的软件设计。 (3) 操作维修方便，稳定可靠 PLC 采用电气操作人员习惯的梯形图形式编程与功能助记符编程。 PLC 机具有完善的监视和诊断功能。其内部工作等状态均有醒目的显示，大多数模件可以带电插拔。 (4) 模块智能化、通信网络化 10.1.4 PLC与工业控制机的关系 生产来源不同 工控机是由微机厂及芯片制造厂开发，其硬件结构方面总线标准化程度高，兼容性强。 PLC是由电气控制厂家研制生产，硬件结构专用，各厂家产品不通用。 软件使用开发需求不同 适用场合和可靠性不同 PLC的结构采取整体密封或插件组合型，有很强的抗干扰能力和较高的可靠性，需要在工厂现场运行。 输入输出接口不同 PLC可以按实际需求选配适当数量的输入输出口。 工作方式不同 PLC采用扫描方式进行工作。 10.2 PLC的结构和工作原理 10.2.1 PLC的组成和基本结构 外形上看，PLC一般具有两种结构形式： 整体式单元结构——可作为独立的控制设备使用。 模块化结构 系统各组成部分分别制成独立的功能模块，并具有统一的总线接口。用户只要根据系统的功能要求选用相应的模块组装到一起，就可以组成完整的系统。 按I/O点数将PLC分类 微型PLC——I/O点数一般为几十点，整体单元结构。 小型PLC——点数可达256点，整体单元结构或模块化结构。 中型PLC——点数可达512?1024，模块化结构。 大型PLC——点数可达2048甚至更多，模块化结构。 10.2.1 PLC的组成和基本结构 PLC采用了典型的计算机结构，主要由CPU、RAM、ROM和专门设计的输入输出的接口电路等组成。其原理结构图。 PLC的系统的硬件结构框图 10.2.2 PLC的工作原理 （一） PLC的等效电路 PLC的等效电路可分为三部分：输入部分、内部控制电路和输出部分。 （二）PLC的工作方式 采用巡回扫描的工作方式 扫描周期： 从扫描过程中的一点开始，经过顺序扫描又回到该点的过程。 一个扫描周期的